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초록

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IEEE 802.15.4 has been emerging as the popular choice for various monitoring and control applications. In this paper, a fault management system for DC power-lines has been designed using IEEE 802.15.4, in order to monitor DC power-lines in real time, and to rapidly detect faults and shut off the line where such faults occur. Numbers were allocated for each node and unslotted CSMA-CA method of IEEE 802.15.4 was used, the performance of which was analyzed by a simulation. For such purpose, a total of 60 bits of the control data consisting of 16 bits of the current, 16 bits of the amplitude, 28 bits of the terminal state data were sent out, and the packet transfer rate and the transmission delay time of the fault management system for DC power-lines were measured and analyzed. When the traffic load was 330 packets per second or lower, the average delay time was shown to be shorter than 0.02 seconds, and when the traffic load was 260 packets per second or lower, the packet transfer rate was shown to be 99.99% or higher. Therefore, it was confirmed that the stringent condition of US Department of Energy (DOE) could be satisfied if the traffic load was 260 packets per second or lower, The results of this study can be utilized as basic data for the establishment of the fault management system for DC power-lines using IEEE 802.15.4.

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IEEE 802.15.4는 다양한 모니터링과 제어 응용을 위한 보편적인 대안으로 대두되고 있다. 본 논문에서는 IEEE 802.15.4를 이용하여 직류배전선로를 실시간으로 감시하고, 신속한 장애감지와 장애발생 선로를 차단하기 위한 직류배전선로 장애관리시스템을 설계하였다. 각 노드에 번호를 할당하였고, IEEE 802.15.4의 Unslotted CSMA-CA 방 식을 사용하였으며, 시뮬레이션을 통해 성능분석을 하였다. 이를 위해 전류 16비트, 진폭 16비트, 기타 상태정보 28비 트로 총 60비트의 제어정보를 보냈고, 직류배전선로 장애관리시스템의 패킷전달율과 전송 지연시간을 측정하고 분석 하였다. 트래픽 부하가 초당 330 패킷 이하일 때, 0.02초보다 짧은 평균 지연이 나타났으며, 트래픽 부하가 초당 260 패킷 이하일 때, 99.99% 이상의 패킷 전달률을 보여준다. 따라서 트래픽 부하가 초당 260 패킷 이하일 때, 미국 DOE(Department of Energy)의 엄격한 조건을 만족함을 확인할 수 있었다. 본 논문의 연구결과는 IEEE 802.15.4를 이 용한 직류배전선로 장애관리시스템 구축을 위한 기본 자료로서 활용이 가능할 것이다.

목차

요약
 Abstract
 Ⅰ. 서론
 Ⅱ. IEEE 802.15.4와 직류배전관리
  1. 직류배전과 보호제어
  2. IEEE 802.15.4 표준
  3. 스마트그리드 전송품질 요구사항
 Ⅲ. 실험 및 결과분석
  1. 실험 개요 및 환경 구성
  2. 실험 전제조건
  3. 실험방법 및 결과분석
 Ⅳ. 결론
 References

키워드

저자

• 송한춘 [ Han-Chun Song | 정회원, 서일대학교 정보통신학과 ]
• 황성호 [ Sung-Ho Hwang | 정회원, 강원대학교 전자정보통신공학부 ] 교신저자

참고문헌

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• 간행물명

  한국인터넷방송통신학회 논문지 [The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication]

• 간기

  격월간

• pISSN

  2289-0238

• eISSN

  2289-0246

• 수록기간

  2001~2025

• 십진분류

  KDC 326 DDC 380